JPWO2013076803A1 - 車両用受電装置およびそれを備える車両、給電設備、ならびに電力伝送システム - Google Patents

Abstract

充電インレット（４０）および充電器（４５）によって構成される接触充電回路は、外部電源（１１０）から充電ケーブルを介して受電する。受電部（７０）、整流器（７５）およびセンサユニット（８０）によって構成される非接触充電回路は、外部電源（１３０）から非接触で受電する。第１通信装置（６０）は、接触充電回路による受電に関する接触充電情報を給電設備（１００）の第３通信装置（１２５）と通信する。第２通信装置（９５）は、非接触充電回路による受電に関する非接触充電情報を給電設備の第４通信装置（１５０）と通信する。

Description

この発明は、車両用受電装置およびそれを備える車両、給電設備、ならびに電力伝送システムに関し、特に、車両外部の給電設備から車両への給電に用いられる車両用受電装置およびそれを備える車両、給電設備、ならびに電力伝送システムに関する。

特開２００８−２２０１３０号公報（特許文献１）は、二次電池や電気二重層キャパシタ等の蓄電部を車両外部の電源から充電可能な車両用電源システムを開示する。この車両用電源システムは、車両外部の電源と電源システムとを電気的に接続した状態で電力の授受を行なうことにより蓄電部を充電（接触充電）する導通充電手段と、車両外部の電源と電源システムとを磁気的に結合した状態で電力の授受を行なうことにより蓄電部を充電（非接触充電）する誘導充電手段と、導通充電手段と誘導充電手段とを択一的に選択する充電制御装置とを備えている。

この車両用電源システムによれば、導通充電手段を用いた接触充電と、誘導充電手段を用いた非接触充電とを選択して蓄電部を充電することができるので、蓄電部の充電可能なエリアを拡大することができる（特許文献１参照）。

特開２００８−２２０１３０号公報 国際公開第２０１０／１３１３４８号パンフレット 国際公開第２０１０／１３１３４９号パンフレット

車両外部の給電設備によって車両に搭載された蓄電装置を充電する場合、設備情報、電力情報、蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ（State Of Charge））等の様々な情報を給電設備と車両との間で通信する必要がある。そこで、給電設備と車両との間の通信をできるだけ効率的に行なうことが課題である。特に、特開２００８−２２０１３０号公報に記載の車両用電源システムのように接触充電と非接触充電とが可能なシステムにおいては、給電設備と車両との間で通信される情報量も多く、使用される充電手段（接触充電および／または非接触充電）に応じて効率的に通信を行なうことが課題である。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両と給電設備との間で効率的な通信を実現する車両用受電装置およびそれを備える車両、給電設備、ならびに電力伝送システムを提供することである。

この発明によれば、車両用受電装置は、車両外部の電源（外部電源）から受電するための車両用受電装置であって、第１の受電部と、第２の受電部と、第１の通信部と、第２の通信部とを備える。第１の受電部は、外部電源から電力線を介して受電する。第２の受電部は、外部電源から非接触で受電する。第１の通信部は、第１の受電部による受電に関する第１の情報を車両外部と通信する。第２の通信部は、第２の受電部による受電に関する第２の情報を車両外部と通信する。

好ましくは、車両用受電装置は、制御部をさらに備える。制御部は、第１および第２の受電部の双方を用いて外部電源からの受電が行なわれるとき、第１の情報に含まれる情報と第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報については、第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて車両外部と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

また、好ましくは、車両用受電装置は、制御部をさらに備える。制御部は、第１および第２の通信部の双方を用いて車両外部との通信が行なわれるとき、第１の情報に含まれる情報と第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報については、第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて車両外部と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

好ましくは、制御部は、第１および第２の通信部のうち通信速度の速い方を用いて共通情報を車両外部と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

好ましくは、車両用受電装置は、制御部をさらに備える。制御部は、第１および第２の通信部の双方を用いて車両外部との通信が行なわれる場合に、第１の情報に含まれる情報と第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報について、第１の情報に含まれる共通情報の内容と第２の情報に含まれる共通情報の内容とが異なるとき、車両外部との通信状況を異常と判定する。

好ましくは、車両用受電装置は、制御部をさらに備える。制御部は、第１および第２の受電部の双方を用いて外部電源からの受電が行なわれるとき、外部電源からの受電に関する情報以外の情報については、第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて車両外部と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

さらに好ましくは、制御部は、第１および第２の通信部のうち通信速度の速い方を用いて、外部電源からの受電に関する情報以外の情報を車両外部と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

好ましくは、第１の通信部は、電力線を介して車両外部と通信する。第２の通信部は、無線により車両外部と通信する。

好ましくは、第１の通信部によって通信される情報は、第２の通信部によって通信される情報と異なる。

好ましくは、車両用受電装置は、制御部をさらに備える。制御部は、第１の受電部のみを用いて外部電源からの受電が行なわれるとき、第１の通信部のみを用いて車両外部と通信し、第２の受電部のみを用いて外部電源からの受電が行なわれるとき、第２の通信部のみを用いて車両外部と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

好ましくは、外部電源は、第２の受電部へ非接触で送電する送電部を含む。第２の受電部の固有周波数と送電部の固有周波数との差は、第２の受電部の固有周波数または送電部の固有周波数の±１０％以下である。

また、好ましくは、外部電源は、第２の受電部へ非接触で送電する送電部を含む。第２の受電部と送電部との結合係数は０．１以下である。

また、好ましくは、外部電源は、第２の受電部へ非接触で送電する送電部を含む。第２の受電部は、第２の受電部と送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、第２の受電部と送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、送電部から受電する。

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの車両用受電装置を備える。
また、この発明によれば、給電設備は、車両へ給電するための給電設備であって、第１の送電部と、第２の送電部と、第１の通信部と、第２の通信部とを備える。第１の送電部は、電力線を介して車両へ送電する。第２の送電部は、車両へ非接触で送電する。第１の通信部は、第１の送電部による送電に関する第１の情報を車両と通信する。第２の通信部は、第２の送電部による送電に関する第２の情報を車両と通信する。

好ましくは、車両は、制御部をさらに備える。制御部は、第１および第２の送電部の双方を用いて車両への送電が行なわれるとき、第１の情報に含まれる情報と第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報については、第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて車両と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

また、好ましくは、車両は、制御部をさらに備える。制御部は、第１および第２の通信部の双方を用いて車両との通信が行なわれるとき、第１の情報に含まれる情報と第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報については、第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて車両と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

好ましくは、制御部は、第１および第２の通信部のうち通信速度の速い方を用いて共通情報を車両と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

好ましくは、車両は、制御部をさらに備える。制御部は、第１および第２の通信部の双方を用いて車両との通信が行なわれる場合に、第１の情報に含まれる情報と第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報について、第１の情報に含まれる共通情報の内容と第２の情報に含まれる共通情報の内容とが異なるとき、車両との通信状況を異常と判定する。

好ましくは、車両は、制御部をさらに備える。制御部は、第１および第２の送電部の双方を用いて車両への送電が行なわれるとき、車両への送電に関する情報以外の情報については、第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて車両と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

さらに好ましくは、制御部は、第１および第２の通信部のうち通信速度の速い方を用いて、車両への送電に関する情報以外の情報を車両と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

好ましくは、第１の通信部は、電力線を介して車両と通信する。第２の通信部は、無線により車両と通信する。

好ましくは、第１の通信部によって通信される情報は、第２の通信部によって通信される情報と異なる。

好ましくは、車両は、制御部をさらに備える。制御部は、第１の送電部のみを用いて車両への送電が行なわれるとき、第１の通信部のみを用いて車両と通信し、第２の送電部のみを用いて車両への送電が行なわれるとき、第２の通信部のみを用いて車両と通信するように、第１および第２の通信部を制御する。

好ましくは、車両は、第２の送電部から非接触で受電する受電部を含む。第２の送電部の固有周波数と受電部の固有周波数との差は、第２の送電部の固有周波数または受電部の固有周波数の±１０％以下である。

また、好ましくは、車両は、第２の送電部から非接触で受電する受電部を含む。第２の送電部と受電部との結合係数は０．１以下である。

また、好ましくは、車両は、第２の送電部から非接触で受電する受電部を含む。第２の送電部は、第２の送電部と受電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、第２の送電部と受電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、受電部へ送電する。

また、この発明によれば、電力伝送システムは、給電設備から車両へ電力を伝送する電力伝送システムである。給電設備は、第１の送電部と、第２の送電部とを備える。第１の送電部は、電力線を介して車両へ送電する。第２の送電部は、車両へ非接触で送電する。車両は、第１の受電部と、第２の受電部と、第１の通信部と、第２の通信部とを備える。第１の受電部は、第１の送電部から電力線を介して受電する。第２の受電部は、第２の送電部から非接触で受電する。第１の通信部は、第１の受電部による受電に関する第１の情報を給電設備と通信する。第２の通信部は、第２の受電部による受電に関する第２の情報を給電設備と通信する。

また、この発明によれば、電力伝送システムは、給電設備から車両へ電力を伝送する電力伝送システムである。車両は、第１の受電部と、第２の受電部とを備える。第１の受電部は、給電設備から電力線を介して受電する。第２の受電部は、給電設備から非接触で受電する。給電設備は、第１の送電部と、第２の送電部と、第１の通信部と、第２の通信部とを備える。第１の送電部は、電力線を介して第１の受電部へ送電する。第２の送電部は、第２の受電部へ非接触で送電する。第１の通信部は、第１の送電部による送電に関する第１の情報を車両と通信する。第２の通信部は、第２の送電部による送電に関する第２の情報を車両と通信する。

この車両用受電装置によれば、第１の受電部による受電に関する情報を車両外部と通信する第１の通信部と、第２の受電部による受電に関する情報を車両外部と通信する第２の通信部とが設けられるので、使用される充電手段（第１の受電部および／または第２の受電部）や充電環境等に応じて、車両と外部電源との間で効率的な通信を実現することができる。

また、この給電設備によれば、第１の送電部による送電に関する情報を車両と通信する第１の通信部と、第２の送電部による送電に関する情報を車両と通信する第２の通信部とが設けられるので、使用される送電手段（第１の送電部および／または第２の送電部）や送電環境等に応じて、給電設備と車両との間で効率的な通信を実現することができる。

この発明の実施の形態１による車両充電システムの全体構成図である。 車両と給電設備との間で通信される情報の一例を示した図である。 図１に示す充電器およびＥＶＳＥの回路図である。 図１に示す受電部およびセンサユニット、ならびに整合器および送電部の回路図である。 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。 送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。 電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。 給電設備による車両の充電の概略的な処理手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２における通信状況異常判定の処理手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２の変形例における通信状況異常判定の処理手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３において、車両と給電設備との間で通信される情報の一例を示した図である。 変形例において、車両と給電設備との間で通信される情報の一例を示した図である。 実施の形態４による車両充電システムの全体構成図である。 図１３に示す充電器の回路図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による車両充電システムの全体構成図である。図１を参照して、車両充電システムは、車両１０と、給電設備１００とを備える。車両１０は、蓄電装置１２と、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System Main Relay）」と称する。）１５と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」と称する。）２０と、動力出力装置２５と、駆動輪３０とを含む。

蓄電装置１２は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置１２には、給電設備１００の外部電源１１０，１３０から供給される電力の他、動力出力装置２５において発電された電力が蓄えられる。なお、蓄電装置１２として、大容量のキャパシタも採用可能である。ＳＭＲ１５は、蓄電装置１２と正極線ＰＬ１，負極線ＮＬ１との間に設けられる。ＳＭＲ１５は、蓄電装置１２と正極線ＰＬ１，負極線ＮＬ１との電気的な接続／切離を行なうためのリレーである。

ＰＣＵ２０は、蓄電装置１２から電力を受けて動力出力装置２５を駆動するための電力変換装置を総括して示したものである。たとえば、ＰＣＵ２０は、動力出力装置２５に含まれるモータを駆動するためのインバータや、蓄電装置１２から出力される電力を昇圧するコンバータ等を含む。動力出力装置２５は、駆動輪３０を駆動するための装置を総括して示したものである。たとえば、動力出力装置２５は、駆動輪３０を駆動するモータやエンジン等を含む。また、動力出力装置２５は、駆動輪３０を駆動するモータによって車両の制動時等に発電し、その発電された電力をＰＣＵ２０へ出力する。

車両１０は、さらに、充電インレット４０と、充電器４５と、第１充電リレー５０と、第１電子制御装置（以下「第１ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」と称する。）５５と、第１通信装置６０とを含む。

充電インレット４０は、給電設備１００の外部電源１１０から車両１０へ電力を供給する充電ケーブルのコネクタ１２０と接続可能に構成される。充電インレット４０は、外部電源１１０による蓄電装置１２の充電時、外部電源１１０から充電ケーブルを介して供給される電力を受ける。なお、以下では、充電ケーブルを用いた、外部電源１１０による蓄電装置１２の充電を「接触充電」とも称する。

充電器４５は、ＳＭＲ１５とＰＣＵ２０との間に配設される正極線ＰＬ１，負極線ＮＬ１に第１充電リレー５０を介して接続される。接触充電の実行時、充電器４５は、第１ＥＣＵ５５からの制御信号に基づいて、外部電源１１０から供給される電力を蓄電装置１２の充電電力に変換する。そして、充電器４５から出力された電力は、蓄電装置１２へ供給されて蓄電装置１２が充電される。第１充電リレー５０は、充電器４５と正極線ＰＬ１，負極線ＮＬ１との間に設けられ、充電器４５と正極線ＰＬ１，負極線ＮＬ１との電気的な接続／切離を行なう。

第１ＥＣＵ５５は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、充電器４５による接触充電を制御する。具体的には、第１ＥＣＵ５５は、接触充電の実行時、第１充電リレー５０、および給電設備１００のＥＶＳＥ（Electric Vehicle Supply Equipment）１１５に含まれる遮断器のオン／オフ操作を実行する。ＥＶＳＥ１１５の操作については、第１ＥＣＵ５５は、充電ケーブルのコントロールパイロット線を介してＥＶＳＥ１１５から受けるパイロット信号ＣＰＬＴの電位を操作することによってＥＶＳＥ１１５を遠隔操作する。そして、第１ＥＣＵ５５は、充電器４５の起動／停止指令や充電電力の目標値を示す電力指令等を生成して充電器４５へ出力する。

また、第１ＥＣＵ５５は、接触充電の実行時、第１通信装置６０による給電設備１００との通信を制御する。さらに、第１ＥＣＵ５５は、接触充電と、後述の非接触充電との双方が実行されるとき、車両１０と給電設備１００との間の通信が効率的に行なわれるように、非接触充電を制御する後述の第２ＥＣＵ９０と協調しながら第１通信装置６０による給電設備１００との通信を制御する。この点については、後ほど改めて説明する。

第１通信装置６０は、接触充電の実行時、接触充電に関する情報を車両外部（給電設備１００）と通信するための通信インターフェースである。この実施の形態１では、第１通信装置６０は、充電ケーブルを介して給電設備１００と通信する（このような充電ケーブルを介した通信は「電力線通信（ＰＬＣ（Power Line Communication））」とも称される。）。一例として、第１通信装置６０は、充電ケーブルのコントロールパイロット線に接続され、コントロールパイロット線を介して給電設備１００と通信を行なう。

車両１０は、さらに、受電部７０と、整流器７５と、センサユニット８０と、第２充電リレー８５と、第２ＥＣＵ９０と、第２通信装置９５とを含む。受電部７０は、給電設備１００の外部電源１３０による蓄電装置１２の充電時、給電設備１００の送電部１４０から出力される高周波の交流電力を非接触で受電する。なお、以下では、受電部７０および送電部１４０を用いた、外部電源１３０による蓄電装置１２の充電を「非接触充電」とも称する。

整流器７５は、受電部７０によって受電された交流電力を整流する。センサユニット８０は、整流器７５から出力される受電電圧や受電電流を検出して第２ＥＣＵ９０へ出力する。また、センサユニット８０には、非接触充電に先立って行なわれる、受電部７０と給電設備１００の送電部１４０との位置合わせやインピーダンスマッチング等の調整制御の実行時に、車両１０側のインピーダンスを一定にするための調整用抵抗が設けられる。第２充電リレー８５は、センサユニット８０と正極線ＰＬ１，負極線ＮＬ１との間に設けられ、センサユニット８０と正極線ＰＬ１，負極線ＮＬ１との電気的な接続／切離を行なう。

なお、受電部７０およびセンサユニット８０の構成については、給電設備１００側の送電部１４０および整合器１３５の構成、ならびに送電部１４０から受電部７０への非接触電力伝送とともに、後ほど説明する。

第２ＥＣＵ９０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、非接触充電およびその前に行なわれる調整制御を実行する。具体的には、第２ＥＣＵ９０は、調整制御の実行時、センサユニット８０内の調整用抵抗を回路に接続するようにセンサユニット８０へ指令を出力する。調整制御が終了すると、第２ＥＣＵ９０は、第２充電リレー８５へオン指令を出力する。

また、第２ＥＣＵ９０は、非接触充電の実行時、第２通信装置９５による給電設備１００との通信を制御する。さらに、第２ＥＣＵ９０は、非接触充電と、前述の接触充電との双方が実行されるとき、車両１０と給電設備１００との間の通信が効率的に行なわれるように、接触充電を制御する第１ＥＣＵ５５と協調しながら第２通信装置９５による給電設備１００との通信を制御する。この点については、後ほど詳しく説明する。

第２通信装置９５は、非接触充電の実行時、非接触充電に関する情報を車両外部（給電設備１００）と通信するための通信インターフェースである。第２通信装置９５は、無線により給電設備１００と通信する。

一方、給電設備１００は、外部電源１１０と、ＥＶＳＥ１１５と、コネクタ１２０と、第３通信装置１２５とを含む。外部電源１１０は、たとえば商用系統電源によって構成される。但し、外部電源１１０は、商用系統電源に限定されるものではなく、種々の電源を適用可能である。ＥＶＳＥ１１５は、外部電源１１０から車両１０へ電力を供給するための電路を遮断可能に構成される。ＥＶＳＥ１１５は、たとえば、外部電源１１０から車両１０へ電力を供給するための充電ケーブルや、充電ケーブルを介して車両１０へ電力を供給するための充電スタンド内に設けられる。

また、ＥＶＳＥ１１５は、接触充電の実行時にＥＶＳＥ１１５と車両１０との間で所定の情報をやり取りするためのパイロット信号ＣＰＬＴを生成し、コントロールパイロット線を介して車両１０へ出力する。なお、パイロット信号ＣＰＬＴは、車両１０の第１ＥＣＵ５５において電位が操作され、ＥＶＳＥ１１５は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位に基づいて充電電路の接続／遮断を切替える。

コネクタ１２０は、コントロールパイロット線を含む充電ケーブルに接続され、車両１０の充電インレット４０と嵌合可能に構成される。第３通信装置１２５は、接触充電の実行時、接触充電に関する情報を車両１０と通信するための通信インターフェースである。この実施の形態１では、第３通信装置１２５は、充電ケーブルを介して車両１０と通信する。一例として、第３通信装置１２５は、充電ケーブルのコントロールパイロット線に接続され、コントロールパイロット線を介して車両１０の第１通信装置６０と通信を行なう。

給電設備１００は、さらに、外部電源１３０と、整合器１３５と、送電部１４０と、第３ＥＣＵ１４５と、第４通信装置１５０とを含む。外部電源１３０は、所定の周波数を有する交流電力を発生する。一例として、外部電源１３０は、商用系統電源から電力を受けて高周波の交流電力を発生する。なお、外部電源１１０，１３０を一つの電源設備として構成してもよい。

整合器１３５は、外部電源１３０と送電部１４０との間に設けられ、内部のインピーダンスを変更可能に構成される。一例として、整合器１３５は、可変コンデンサとコイルとによって構成され、可変コンデンサの容量を変化させることによってインピーダンスを変更することができる。この整合器１３５においてインピーダンスを変更することによって、給電設備１００のインピーダンスを車両１０のインピーダンスと整合させることができる（インピーダンスマッチング）。なお、外部電源１３０がインピーダンスの整合機能を有する場合には、この整合器１３５を省略することも可能である。

送電部１４０は、外部電源１３０から高周波の交流電力の供給を受ける。そして、送電部１４０は、送電部１４０の周囲に発生する電磁界を介して車両１０の受電部７０へ非接触で電力を出力する。なお、送電部１４０および整合器１３５の構成については、車両１０側の受電部７０およびセンサユニット８０の構成、ならびに送電部１４０から受電部７０への非接触電力伝送とともに、後ほど説明する。

第４通信装置１５０は、非接触充電の実行時、非接触充電に関する情報を車両１０と通信するための通信インターフェースである。第４通信装置１５０は、無線により車両１０と通信する。

第３ＥＣＵ１４５は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、外部電源１３０および整合器１３５を制御する。具体的には、第３ＥＣＵ１４５は、非接触充電の実行前に行なわれる調整制御の実行時、蓄電装置１２を充電するための充電電力よりも小さい調整用電力を出力するように外部電源１３０を制御するとともに、整合器１３５を制御してインピーダンスマッチングを行なう。その後、第３ＥＣＵ１４５は、蓄電装置１２を充電するための充電電力を出力するように外部電源１３０を制御する。

また、第３ＥＣＵ１４５は、接触充電の実行時、第３通信装置１２５による車両１０との通信を制御する。さらに、第３ＥＣＵ１４５は、非接触充電の実行時、第４通信装置１５０による車両１０との通信を制御する。また、さらに、第３ＥＣＵ１４５は、接触充電と非接触充電との双方が実行されるとき、給電設備１００と車両１０との間の通信が効率的に行なわれるように、第３通信装置１２５および第４通信装置１５０による車両１０との通信を制御する。

この車両充電システムにおいては、充電インレット４０および充電器４５を用いた接触充電と、送電部１４０および受電部７０を用いた非接触充電とが可能である。そして、接触充電時および／または非接触充電時には、車両１０の第１通信装置６０および第２通信装置９５と、給電設備１００の第３通信装置１２５および第４通信装置１５０とを用いて、車両１０と給電設備１００との間で通信が行なわれる。

車両１０の第１通信装置６０および給電設備１００の第３通信装置１２５は、充電ケーブル（コントロールパイロット線）を介して、接触充電に関する情報（以下「接触充電情報」とも称する。）を互いに通信する。

一方、車両１０の第２通信装置９５および給電設備１００の第４通信装置１５０は、無線により、非接触充電に関する情報（以下「非接触充電情報」とも称する。）を互いに通信する。

ここで、接触充電情報と、非接触充電情報とには、互いに共通した情報（たとえば、蓄電装置１２のＳＯＣ等）が含まれる（以下「共通情報」とも称する。）。そして、この実施の形態１では、接触充電および非接触充電の双方を用いて給電設備１００から車両１０への給電が行なわれるとき、共通情報については、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を用いた通信（ＰＬＣ）と、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を用いた無線通信とのいずれか一方を用いて通信が行なわれる。好ましくは、通信速度の速い方の通信手段を用いて通信が行なわれる。

図２は、車両１０と給電設備１００との間で通信される情報の一例を示した図である。図２を参照して、第１通信装置６０と第３通信装置１２５との間で通信（ＰＬＣ）される接触充電情報は、たとえば、コンセントの定格電流や、グランドの有無、ＥＶＳＥ１１５に含まれる遮断器の開閉情報等の接触充電に関する情報等を含む。

また、第２通信装置９５と第４通信装置１５０との間で無線通信される非接触充電情報は、たとえば、電源側の定格出力や、電源ステータス（状態）、出力電力、反射電力、受電電力、インピーダンス、電力指令等の非接触充電に関する情報等を含む。

そして、接触充電情報と非接触充電情報とで共通する共通情報は、たとえば、蓄電装置１２のＳＯＣや、給電設備１００の定格出力、給電設備１００の状態等を含む。接触充電および非接触充電の双方を用いて給電設備１００から車両１０への給電が行なわれるとき、この共通情報は、第１通信装置６０および第３通信装置１２５によるＰＬＣと、第２通信装置９５および第４通信装置１５０による無線通信とのうち、通信速度の速い方を用いて車両１０と給電設備１００との間で通信される。なお、接触充電および非接触充電の双方を用いるとは、接触充電および非接触充電が同時に実行されている場合に限定されるものではなく、接触充電の充電期間と非接触充電の充電期間とは必ずしも重複していなくてもよい。また、共通情報の少なくとも一部が、第１通信装置６０および第３通信装置１２５によるＰＬＣと、第２通信装置９５および第４通信装置１５０による無線通信とのいずれかのみを用いて通信されるようにしてもよい。

なお、接触充電のみが行なわれる場合には、共通情報は、接触充電情報とともに第１通信装置６０および第３通信装置１２５によってＰＬＣにより通信される。一方、非接触充電のみが行なわれる場合には、共通情報は、非接触充電情報とともに第２通信装置９５および第４通信装置１５０によって無線により通信される。

図３は、図１に示した充電器４５およびＥＶＳＥ１１５の回路図である。図３を参照して、充電器４５は、ＡＣ／ＤＣ変換部２１０と、ＤＣ／ＡＣ変換部２１５と、絶縁トランス２２０と、整流部２２５とを含む。

ＡＣ／ＤＣ変換部２１０は、第１ＥＣＵ５５からの制御信号に基づいて、外部電源１１０から供給される交流電力を直流電力に変換してＤＣ／ＡＣ変換部２１５へ出力する。なお、ＡＣ／ＤＣ変換部２１０は、ＡＣ／ＤＣ変換部２１０の入力側に設けられるリアクトルとともに昇圧チョッパ回路を構成し、充電インレット４０から入力される電力を昇圧することができる。ＤＣ／ＡＣ変換部２１５は、第１ＥＣＵ５５からの制御信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換部２１０から受ける直流電力を交流電力に変換して絶縁トランス２２０へ出力する。ＤＣ／ＡＣ変換部２１５は、たとえば単相ブリッジ回路によって構成される。

絶縁トランス２２０は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換部２１５および整流部２２５に接続される。そして、絶縁トランス２２０は、ＤＣ／ＡＣ変換部２１５からの交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧に変換して整流部２２５へ出力する。整流部２２５は、絶縁トランス２２０から受ける交流電力を直流電力に変換して第１充電リレー５０へ出力する。

なお、ＡＣ／ＤＣ変換部２１０および整流部２２５を、双方向に電力変換可能な単相ブリッジ回路によって構成してもよい。これにより、車両１０から車両外部へ電力を出力することも可能となる。

一方、ＥＶＳＥ１１５は、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）２３５と、ＣＰＬＴ制御装置２４０とを含む。ＣＣＩＤ２３５は、外部電源１１０から車両１０への給電経路に設けられる遮断器であり、ＣＰＬＴ制御装置２４０によって制御される。ＣＰＬＴ制御装置２４０は、接触充電の実行時にＥＶＳＥ１１５と車両１０との間で所定の情報をやり取りするためのパイロット信号ＣＰＬＴを生成し、コントロールパイロット線を介して車両１０へ出力する。

パイロット信号ＣＰＬＴは、車両１０の第１ＥＣＵ５５において電位が操作され、ＣＰＬＴ制御装置２４０は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位に基づいてＣＣＩＤ２３５を制御する。すなわち、車両１０においてパイロット信号ＣＰＬＴの電位を操作することによって、車両１０からＣＣＩＤ２３５を遠隔操作できる。なお、このパイロット信号ＣＰＬＴは、たとえば、アメリカ合衆国の「ＳＡＥ Ｊ１７７２（SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler）」に準拠するものである。

そして、車両１０の第１通信装置６０は、車両１０側において、パイロット信号ＣＰＬＴがやり取りされるコントロールパイロット線に接続され、給電設備１００の第３通信装置１２５は、給電設備１００側においてコントロールパイロット線に接続される。これにより、接触充電の実行時、充電ケーブル（コントロールパイロット線）を介して第１通信装置６０と第３通信装置１２５との間で、接触充電に関する情報が通信される。

図４は、図１に示した受電部７０およびセンサユニット８０、ならびに整合器１３５および送電部１４０の回路図である。図４を参照して、受電部７０は、コイル３４０，３５０と、キャパシタ３４５とを含む。コイル３４０は、キャパシタ３４５とともにＬＣ共振回路を形成し、送電部１４０から送電される電力を非接触で受電する。コイル３５０は、コイル３４０により受電された高周波電力を電磁誘導によりコイル３４０から取出して整流器７５へ出力する。整流器７５は、コイル３５０から出力される高周波の受電電力を整流して電力線Ｌ５，Ｌ６へ出力する。

センサユニット８０は、リレー３５５と、調整用抵抗３６０と、電圧センサ３６５，３７０と、電流センサ３７５とを含む。リレー３５５および調整用抵抗３６０は、電力線Ｌ５，Ｌ６間に直列に接続される。リレー３５５は、非接触充電の実行に先立って行なわれる調整制御の実行時にオン（導通）される。これにより、調整制御時の車両１０側のインピーダンスが一定となり、調整制御を効率的に実施できる。

電圧センサ３６５は、調整用抵抗３６０の電圧を検出して第２ＥＣＵ９０へ出力する。電圧センサ３７０は、電力線Ｌ５，Ｌ６間の電圧、すなわち非接触充電時の蓄電装置１２の充電電圧を検出し、その検出値を第２ＥＣＵ９０へ出力する。電流センサ３７５は、電力線Ｌ５（電力線Ｌ６でもよい。）に流れる電流、すなわち非接触充電時の蓄電装置１２の充電電流を検出し、その検出値を第２ＥＣＵ９０へ出力する。

一方、給電設備１００の整合器１３５は、可変コンデンサ３１０，３１５と、コイル３２０とを含む。整合器１３５は、可変コンデンサ３１０，３１５の容量を変化させることによってインピーダンスを変更することができる。この整合器１３５においてインピーダンスを変更することによって、給電設備１００のインピーダンスを車両１０のインピーダンスと整合させることができる（インピーダンスマッチング）。

送電部１４０は、コイル３２５，３３０と、キャパシタ３３５とを含む。コイル３２５は、外部電源１３０から出力される高周波の交流電力を電磁誘導によりコイル３３０へ供給する。コイル３３０は、キャパシタ３４５とともにＬＣ共振回路を形成し、車両１０の受電部７０へ非接触で送電する。

なお、受電部７０において、コイル３５０は、コイル３４０からの電力の取出しを容易にするために設けられるものであり、コイル３５０を設けずにコイル３４０に整流器７５を直接接続してもよい。また、キャパシタ３４５は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、コイル３４０の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ３４５を設けない構成としてもよい。

また、送電部１４０においても、コイル３２５は、外部電源１３０からコイル３３０への給電を容易にするために設けられるものであり、コイル３２５を設けずにコイル３３０に整合器１３５を直接接続してもよい。また、キャパシタ３３５は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、コイル３３０の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ３３５を設けない構成としてもよい。

以下に、送電部１４０から受電部７０への非接触電力伝送について詳細に説明する。この電力伝送システムにおいては、送電部１４０の固有周波数と、受電部７０の固有周波数との差は、送電部１４０の固有周波数または受電部７０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電部１４０および受電部７０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる。

なお、送電部１４０（受電部７０）の固有周波数とは、送電部１４０（受電部７０）を構成する電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部１４０（受電部７０）の共振周波数とは、送電部１４０（受電部７０）を構成する電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗を零としたときの固有周波数を意味する。

図５および図６を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図５は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図６は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。

図５を参照して、電力伝送システム３８９は、送電部３９０と、受電部３９１とを含む。送電部３９０は、第１コイル３９２と、第２コイル３９３とを含む。第２コイル３９３は、共振コイル３９４と、共振コイル３９４に設けられたキャパシタ３９５とを含む。受電部３９１は、第３コイル３９６と、第４コイル３９７とを含む。第３コイル３９６は、共振コイル３９９と、この共振コイル３９９に接続されたキャパシタ３９８とを含む。

共振コイル３９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ３９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。また、共振コイル３９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ３９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、第２コイル３９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、第３コイル３９６の固有周波数ｆ２は、下記の式（２）によって示される。

ｆ１＝１／｛２π（Ｌｔ×Ｃ１）^1/2｝・・・（１）
ｆ２＝１／｛２π（Ｌｒ×Ｃ２）^1/2｝・・・（２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、第２コイル３９３および第３コイル３９６の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図６に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル３９４および共振コイル３９９の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第２コイル３９３に供給される電流の周波数は一定である。

図６に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は一定周波数での電力伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記の式（３）によって示される。

（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％）・・・（３）
図６からも明らかなように、固有周波数のズレ（％）が０％の場合には、電力伝送効率は１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は４０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は１０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は５％程度となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、第３コイル３９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように第２コイル３９３および第３コイル３９６の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が第３コイル３９６の固有周波数の５％以下となるように第２コイル３９３および第３コイル３９６の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（ＪＭＡＧ（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。

再び図４を参照して、送電部１４０および受電部７０は、送電部１４０と受電部７０との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、送電部１４０と受電部７０との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部１４０と受電部７０との間の結合係数κは、好ましくは０．１以下である。なお、結合係数κは、この範囲に限定されるものではなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。そして、送電部１４０と受電部７０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部１４０から受電部７０へ電力が伝送される。

上記のように、この電力伝送システムにおいては、送電部１４０と受電部７０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部１４０と受電部７０との間で非接触で電力が伝送される。電力伝送における、このような送電部１４０と受電部７０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」、「電界（電場）共振結合」等という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。

送電部１４０と受電部７０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部１４０と受電部７０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。なお、送電部１４０と受電部７０とに、たとえば、メアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部１４０と受電部７０とは、主に電界（電場）によって結合し、「電界（電場）共鳴結合」が形成される。

図７は、電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図７を参照して、電磁界は主に３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。

「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、共鳴法では、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギー（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、互いに近接する固有周波数を有する一対の共振器（たとえば一対の共振コイル）を共振させることにより、一方の共振器（一次側共振コイル）から他方の共振器（二次側共振コイル）へエネルギー（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギーを伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によりエネルギー（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。

図８は、給電設備１００による車両１０の充電の概略的な処理手順を説明するためのフローチャートである。図８を参照して、車両１０において、第１ＥＣＵ５５は、接触充電の準備が整ったか否かを判定する（ステップＳ１０）。たとえば、充電インレット４０と充電ケーブルのコネクタ１２０との接続が検知され、パイロット信号ＣＰＬＴの入力が検知されると、第１ＥＣＵ５５は、接触充電の準備が整ったものと判定する。

接触充電の準備が整ったものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、第１ＥＣＵ５５は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位を操作することによって、コントロールパイロット線を介してＥＶＳＥ１１５へＣＣＩＤオン指令を通知する。なお、接触充電の準備が整っていないときは（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ３０へ処理が移行される。

次いで、第２ＥＣＵ９０は、非接触充電の準備が整ったか否かを判定する（ステップＳ３０）。たとえば、受電部７０と送電部１４０との位置合わせや整合器１３５によるインピーダンスマッチング等の調整制御が完了すると、第２ＥＣＵ９０は、非接触充電の準備が整ったものと判定する。

非接触充電の準備が整ったものと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、第２ＥＣＵ９０は、第２通信装置９５により、外部電源１３０によって蓄電装置１２を充電する非接触充電の開始指令を給電設備１００へ出力する。

一方、給電設備１００において、パイロット信号ＣＰＬＴの電位に基づいて車両１０からＣＣＩＤオン指令を受信したものと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ），ＥＶＳＥ１１５においてＣＣＩＤ２３５がオンされる（ステップＳ１２０）。これにより、外部電源１１０から充電ケーブルを介して車両１０へ電力が供給され、接触充電が実行される。

次いで、第３ＥＣＵ１４５は、第４通信装置１５０により非接触充電の開始指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。そして、非接触充電の開始指令を受信したものと判定されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、第３ＥＣＵ１４５は、送電部１４０から受電部７０へ非接触で送電する非接触送電を開始する（ステップＳ１４０）。

なお、上記においては、接触充電を制御する第１ＥＣＵ５５と、非接触充電を制御する第２ＥＣＵ９０とを分けて構成したが、第１ＥＣＵ５５と第２ＥＣＵ９０とを１つのＥＣＵで構成してもよい。また、給電設備１００において、第３ＥＣＵ１４５を、接触充電を制御するＥＣＵと、非接触充電を制御するＥＣＵとで分けて構成してもよい。

以上のように、この実施の形態１においては、接触充電に関する接触充電情報を車両１０および給電設備１００間で通信するための第１通信装置６０および第３通信装置１２５と、非接触充電に関する非接触充電情報を車両１０および給電設備１００間で通信するための第２通信装置９５および第４通信装置１５０とが設けられる。したがって、この実施の形態１によれば、使用される充電手段（接触充電および／または非接触充電）や充電環境等に応じて、車両１０と給電設備１００との間で効率的な通信を実現することができる。

そして、この実施の形態１においては、接触充電または非接触充電のいずれか一方の充電手段を用いて充電を行なう場合に、他方の充電手段に対応する通信手段を用いる必要がない。したがって、この実施の形態１によれば、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を含む接触充電システムと、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を含む非接触充電システムとを個別に動作させることができる。すなわち、接触充電のみが実行される場合には、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を含む非接触充電システムを起動させる必要がなく、非接触充電のみが実行される場合には、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を含む接触充電システムを起動させる必要がない。

また、この実施の形態１においては、接触充電および非接触充電の双方を用いて給電設備１００から車両１０への給電が行なわれるとき、接触充電情報と非接触充電情報とで互いに共通する情報（共通情報）については、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を用いた通信（ＰＬＣ）と、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を用いた無線通信とのいずれかのみを用いて通信が行なわれる。したがって、この実施の形態１によれば、重複する内容が車両１０および給電設備１００間で通信されることによる通信速度の低下を防止することができる。

さらに、この実施の形態１においては、接触充電および非接触充電の双方を用いて給電設備１００から車両１０への給電が行なわれるとき、共通情報については、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を用いた通信（ＰＬＣ）と、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を用いた無線通信とのうち、通信速度の速い方の通信手段を用いて通信が行なわれる。したがって、この実施の形態１によれば、車両１０および給電設備１００間の通信をさらに効率化することができる。

［実施の形態２］
上記の実施の形態１では、接触充電情報と非接触充電情報とで共通する情報（共通情報）については、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を用いた通信（ＰＬＣ）と、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を用いた無線通信とのうち、通信速度の速い方の通信手段を用いて通信が行なわれるものとした。

この実施の形態２では、共通情報についても、接触充電情報および非接触充電情報の各々に含めて通信される。そして、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を用いた通信（ＰＬＣ）と、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を用いた無線通信との双方を用いて車両１０と給電設備１００との間で通信が行なわれる場合に、接触充電情報に含まれる共通情報と、非接触充電情報に含まれる共通情報とが異なる場合には、通信状況が異常であると判定され、その旨の警報が出力される。

この実施の形態２による車両充電システムの全体構成は、図１に示した実施の形態１による車両充電システムと同じである。

図９は、実施の形態２における通信状況異常判定の処理手順を説明するためのフローチャートである。図９を参照して、第１ＥＣＵ５５（第２ＥＣＵ９０または第３ＥＣＵ１４５でもよい。以下同じ。）は、接触充電情報に含まれる共通情報と、非接触充電情報に含まれる共通情報とが異なるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。一例として、接触充電情報に含まれる共通情報である、蓄電装置１２のＳＯＣを示すＳＯＣ１と、非接触充電情報に含まれる共通情報である、蓄電装置１２のＳＯＣを示すＳＯＣ２との差が所定値δよりも大きいとき、共通情報が異なるものと判定される。

そして、ステップＳ２１０において共通情報が異なるものと判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、第１ＥＣＵ５５は、通信状況を異常と判定する（ステップＳ２２０）。なお、「通信状況の異常」とは、車両１０の異常、給電設備１００の異常、通信が行なわれる通信環境の異常等、種々の異常を含む。その後、第１ＥＣＵ５５は、通信状況が異常である旨の警報を利用者に対して出力する（ステップＳ２３０）。

以上のように、この実施の形態２によれば、共通情報を利用して通信状況の異常を検知することができる。

［変形例］
図１０は、実施の形態２の変形例における通信状況異常判定の処理手順を説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、このフローチャートは、図９に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２２０に代えてステップＳ２２５を含む。すなわち、ステップＳ２１０において共通情報が異なるものと判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、通信状況が異常であると判断され、給電設備１００から車両１０への送電が中止される（ステップＳ２２５）。すなわち、接触充電および非接触充電の全てが中止される。その後、ステップＳ２３０へ処理が移行される。

この変形例では、共通情報が異なる場合には、給電設備１００から車両１０への送電が中止される。なお、給電設備１００から車両１０への送電が中止されるのは、共通情報に基づいて通信状況が異常であると判断されたからであり、ステップＳ２２５における送電中止処理は、通信状況を異常と判定することに含まれるものである。

以上のように、この変形例によっても、共通情報を利用して通信状況の異常を検知することができる。

［実施の形態３］
実施の形態１では、接触充電情報と非接触充電情報とで共通する情報（共通情報）について、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を用いた通信（ＰＬＣ）と、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を用いた無線通信とのうち、通信速度の速い方の通信手段を用いて通信が行なわれるものとした。

この実施の形態３では、接触充電情報および非接触充電情報のいずれにも含まれない、充電情報以外の情報について、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を用いた通信（ＰＬＣ）と、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を用いた無線通信とのいずれか一方を用いて通信が行なわれる。好ましくは、通信速度の速い方の通信手段を用いて通信が行なわれる。

この実施の形態３による車両充電システムの全体構成は、図１に示した実施の形態１による車両充電システムと同じである。

図１１は、実施の形態３において、車両１０と給電設備１００との間で通信される情報の一例を示した図である。図１１を参照して、接触充電情報は、図２に示した実施の形態１における接触充電情報のほか、たとえば、蓄電装置１２のＳＯＣや、給電設備１００側の情報（定格出力や状態等）を含む。また、非接触充電情報は、図２に示した実施の形態１における非接触充電情報のほか、たとえば、蓄電装置１２のＳＯＣや、給電設備１００側の情報（定格出力や状態等）を含む。

接触充電情報および非接触充電情報のいずれにも含まれない、充電情報以外の情報（以下、「その他情報」とも称する。）は、たとえば、音楽情報や、地図情報、車両メンテナンス情報、課金情報、車両識別情報（ＩＤ情報）、インターネット情報等を含む。なお、「その他情報」とは、すなわち、車両１０による給電設備１００からの受電に関する情報以外の情報、または、給電設備１００から車両１０への送電に関する情報以外の情報である。

そして、接触充電および非接触充電の双方を用いて給電設備１００から車両１０への給電が行なわれるとき、「その他情報」は、第１通信装置６０および第３通信装置１２５によるＰＬＣと、第２通信装置９５および第４通信装置１５０による無線通信とのうち、通信速度の速い方を用いて車両１０と給電設備１００との間で通信される。なお、「その他情報」の少なくとも一部が、第１通信装置６０および第３通信装置１２５によるＰＬＣと、第２通信装置９５および第４通信装置１５０による無線通信とのいずれかのみを用いて通信されるようにしてもよい。

なお、接触充電のみが行なわれる場合には、「その他情報」は、接触充電情報とともに第１通信装置６０および第３通信装置１２５によってＰＬＣにより通信される。また、非接触充電のみが行なわれる場合には、「その他情報」は、非接触充電情報とともに第２通信装置９５および第４通信装置１５０によって無線により通信される。

この実施の形態３においては、接触充電および非接触充電の双方を用いて給電設備１００から車両１０への給電が行なわれるとき、接触充電情報および非接触充電情報のいずれにも含まれない「その他情報」については、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を用いた通信（ＰＬＣ）と、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を用いた無線通信とのいずれかのみを用いて通信が行なわれる。したがって、この実施の形態３によれば、重複する内容が車両１０および給電設備１００間で通信されることによる通信速度の低下を防止することができる。

さらに、この実施の形態３においては、接触充電および非接触充電の双方を用いて給電設備１００から車両１０への給電が行なわれるとき、「その他情報」については、第１通信装置６０および第３通信装置１２５を用いた通信（ＰＬＣ）と、第２通信装置９５および第４通信装置１５０を用いた無線通信とのうち、通信速度の速い方の通信手段を用いて通信が行なわれる。したがって、この実施の形態３によれば、車両１０および給電設備１００間の通信をさらに効率化することができる。

［変形例］
上記の「その他情報」は、接触充電に用いる第１通信装置６０および第３通信装置１２５、ならびに非接触充電に用いる第２通信装置９５および第４通信装置１５０とは別の通信手段によって、車両１０と車両外部との間で通信してもよい。

図１２は、この変形例において、車両１０と車両外部との間で通信される情報の一例を示した図である。図１２を参照して、接触充電情報および非接触充電情報のいずれにも含まれない「その他情報」は、第１通信装置６０および第３通信装置１２５によるＰＬＣ、ならびに第２通信装置９５および第４通信装置１５０による無線通信とは別の手段、たとえばＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile communications）やＬＡＮ（Local Area Network）等によって、車両１０と車両外部との間で通信される。なお、接触充電情報、非接触充電情報、および「その他情報」の各々については、図１１に示した実施の形態３における各情報と同じである。

この変形例においては、接触充電情報および非接触充電情報のいずれにも含まれない「その他情報」については、給電設備１００を介することなく車両１０と車両外部（外部サーバ等）との間でデータをやり取りすることができる。したがって、この変形例によれば、車両１０と給電設備１００との間の通信速度を維持することができる。

［実施の形態４］
上記の各実施の形態においては、車両１０において、非接触充電を実現する回路（受電部７０、整流器７５、センサユニット８０によって構成され、以下「非接触充電回路」とも称する。）は、接触充電を実現する回路（充電インレット４０、充電器４５によって構成され、以下「接触充電回路」とも称する。）に並列に接続されるものとしたが、非接触充電回路を、接触充電回路の充電器に接続してもよい。

図１３は、実施の形態４による車両充電システムの全体構成図である。図１３を参照して、この車両充電システムにおける車両１０Ａは、図１に示した車両１０の構成において、充電器４５に代えて充電器４５Ａを含む。そして、この実施の形態４では、第２充電リレー８５は、センサユニット８０と充電器４５Ａとの間に設けられ、センサユニット８０と充電器４５Ａとの電気的な接続／切離を行なう。なお、車両１０Ａのその他の構成は、図１に示した車両１０と同じである。

図１４は、図１３に示した充電器４５Ａの回路図である。図１４を参照して、充電器４５Ａの回路構成は、図３に示した充電器４５と基本的に同じであり、第２充電リレー８５からの電力線が、ＡＣ／ＤＣ変換部２１０とＤＣ／ＡＣ変換部２１５との間の正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に接続される。

正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２は、ＡＣ／ＤＣ変換部２１０からＤＣ／ＡＣ変換部２１５へ直流電力を供給する直流リンク線であり、非接触充電回路の出力（直流）がこの直流リンク線に接続される。そして、非接触充電回路の出力電力は、充電器４５ＡのＤＣ／ＡＣ変換部２１５、絶縁トランス２２０、および整流部２２５を介して蓄電装置１２へ出力される。

この実施の形態４によっても、上記の各実施の形態と同様の効果が得られる。そして、この実施の形態４によれば、非接触充電回路の出力は、充電器４５Ａの絶縁トランス２２０の一次側に接続されるので、非接触充電回路を蓄電装置１２やＰＣＵ２０等の主回路と絶縁できる。

なお、上記の各実施の形態においては、給電設備１００（一次側）の送電部１４０と車両１０（二次側）の受電部７０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部１４０から受電部７０へ非接触で電力が伝送されるものとしたが、電磁誘導により送電部１４０から受電部７０へ非接触で電力を伝送してもよい。なお、送電部１４０と受電部７０との間で電磁誘導により電力伝送が行なわれる場合には、送電部１４０と受電部７０との結合係数κは、１．０に近い値となる。

なお、上記において、充電インレット４０および充電器４５（４５Ａ）は、この発明における「第１の受電部」の一実施例を形成し、受電部７０は、この発明における「第２の受電部」の一実施例に対応する。また、第１通信装置６０は、車両用受電装置の発明における「第１の通信部」の一実施例に対応し、第２通信装置９５は、車両用受電装置の発明における「第２の通信部」の一実施例に対応する。さらに、第１ＥＣＵ５５および第２ＥＣＵ９０は、車両用受電装置の発明における「制御部」の一実施例に対応する。

また、さらに、ＥＶＳＥ１１５およびコネクタ１２０は、この発明における「第１の送電部」の一実施例を形成し、送電部１４０は、この発明における「第２の送電部」の一実施例に対応する。また、さらに、第３通信装置１２５は、給電設備の発明における「第１の通信部」の一実施例に対応し、第４通信装置１５０は、給電設備の発明における「第２の通信部」の一実施例に対応する。また、さらに、第３ＥＣＵ１４５は、給電設備の発明における「制御部」の一実施例に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 車両、１２ 蓄電装置、１５ ＳＭＲ、２０ ＰＣＵ、２５ 動力出力装置、３０ 駆動輪、４０ 充電インレット、４５，４５Ａ 充電器、５０ 第１充電リレー、５５ 第１ＥＣＵ、６０ 第１通信装置、７０ 受電部、７５ 整流器、８０ センサユニット、８５ 第２充電リレー、９０ 第２ＥＣＵ、９５ 第２通信装置、１００，１００Ａ 給電設備、１１０，１３０ 外部電源、１１５ ＥＶＳＥ、１２０ コネクタ、１２５ 第３通信装置、１３５ 整合器、１４０ 送電部、１４５ 第３ＥＣＵ、１５０ 第４通信装置、２１０ ＡＣ／ＤＣ変換部、２１５ ＤＣ／ＡＣ変換部、２２０ 絶縁トランス、２２５ 整流部、２３５ ＣＣＩＤ、２４０ ＣＰＬＴ制御装置、３１０，３１５ 可変コンデンサ、３２０，３２５，３３０，３４０，３５０ コイル、３３５，３４５ キャパシタ、３５５ リレー、３６０ 調整用抵抗、３６５，３７０ 電圧センサ、３７５ 電流センサ、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ１，ＮＬ２ 負極線、Ｌ１〜Ｌ６ 電力線。

Claims (29)

1. 車両外部の電源から受電するための車両用受電装置であって、
   前記電源から電力線を介して受電する第１の受電部（４０，４５）と、
   前記電源から非接触で受電する第２の受電部（７０）と、
   前記第１の受電部による受電に関する第１の情報を車両外部と通信するための第１の通信部（６０）と、
   前記第２の受電部による受電に関する第２の情報を車両外部と通信するための第２の通信部（９５）とを備える車両用受電装置。
2. 前記第１および第２の受電部の双方を用いて前記電源からの受電が行なわれるとき、前記第１の情報に含まれる情報と前記第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報については、前記第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて車両外部と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する制御部（５５，９０）をさらに備える、請求項１に記載の車両用受電装置。
3. 前記第１および第２の通信部の双方を用いて車両外部との通信が行なわれるとき、前記第１の情報に含まれる情報と前記第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報については、前記第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて車両外部と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する制御部（５５，９０）をさらに備える、請求項１に記載の車両用受電装置。
4. 前記制御部は、前記第１および第２の通信部のうち通信速度の速い方を用いて前記共通情報を車両外部と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する、請求項２または３に記載の車両用受電装置。
5. 前記第１および第２の通信部の双方を用いて車両外部との通信が行なわれる場合に、前記第１の情報に含まれる情報と前記第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報について、前記第１の情報に含まれる前記共通情報の内容と前記第２の情報に含まれる前記共通情報の内容とが異なるとき、車両外部との通信状況を異常と判定する制御部（５５，９０）をさらに備える、請求項１に記載の車両用受電装置。
6. 前記第１および第２の受電部の双方を用いて前記電源からの受電が行なわれるとき、前記電源からの受電に関する情報以外の情報については、前記第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて車両外部と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する制御部（５５，９０）をさらに備える、請求項１に記載の車両用受電装置。
7. 前記制御部は、前記第１および第２の通信部のうち通信速度の速い方を用いて、前記電源からの受電に関する情報以外の情報を車両外部と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する、請求項６に記載の車両用受電装置。
8. 前記第１の通信部は、前記電力線を介して車両外部と通信し、
   前記第２の通信部は、無線により車両外部と通信する、請求項１に記載の車両用受電装置。
9. 前記第１の通信部によって通信される情報は、前記第２の通信部によって通信される情報と異なる、請求項１に記載の車両用受電装置。
10. 前記第１の受電部のみを用いて前記電源からの受電が行なわれるとき、前記第１の通信部のみを用いて車両外部と通信し、前記第２の受電部のみを用いて前記電源からの受電が行なわれるとき、前記第２の通信部のみを用いて車両外部と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する制御部（５５，９０）をさらに備える、請求項１に記載の車両用受電装置。
11. 前記電源は、前記第２の受電部へ非接触で送電する送電部（１４０）を含み、
    前記第２の受電部の固有周波数と前記送電部の固有周波数との差は、前記第２の受電部の固有周波数または前記送電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１に記載の車両用受電装置。
12. 前記電源は、前記第２の受電部へ非接触で送電する送電部（１４０）を含み、
    前記第２の受電部と前記送電部との結合係数は０．１以下である、請求項１に記載の車両用受電装置。
13. 前記電源は、前記第２の受電部へ非接触で送電する送電部（１４０）を含み、
    前記第２の受電部は、前記第２の受電部と前記送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、前記第２の受電部と前記送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電する、請求項１に記載の車両用受電装置。
14. 請求項１に記載の車両用受電装置を備える車両。
15. 車両へ給電するための給電設備であって、
    電力線を介して前記車両へ送電する第１の送電部（１１５，１２０）と、
    前記車両へ非接触で送電する第２の送電部（１４０）と、
    前記第１の送電部による送電に関する第１の情報を前記車両と通信するための第１の通信部（１２５）と、
    前記第２の送電部による送電に関する第２の情報を前記車両と通信するための第２の通信部（１５０）とを備える給電設備。
16. 前記第１および第２の送電部の双方を用いて前記車両への送電が行なわれるとき、前記第１の情報に含まれる情報と前記第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報については、前記第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて前記車両と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する制御部（１４５）をさらに備える、請求項１５に記載の給電設備。
17. 前記第１および第２の通信部の双方を用いて前記車両との通信が行なわれるとき、前記第１の情報に含まれる情報と前記第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報については、前記第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて前記車両と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する制御部（１４５）をさらに備える、請求項１５に記載の給電設備。
18. 前記制御部は、前記第１および第２の通信部のうち通信速度の速い方を用いて前記共通情報を前記車両と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する、請求項１６または１７に記載の給電設備。
19. 前記第１および第２の通信部の双方を用いて前記車両との通信が行なわれる場合に、前記第１の情報に含まれる情報と前記第２の情報に含まれる情報とのうち互いに共通する共通情報について、前記第１の情報に含まれる前記共通情報の内容と前記第２の情報に含まれる前記共通情報の内容とが異なるとき、前記車両との通信状況を異常と判定する制御部（１４５）をさらに備える、請求項１５に記載の給電設備。
20. 前記第１および第２の送電部の双方を用いて前記車両への送電が行なわれるとき、前記車両への送電に関する情報以外の情報については、前記第１および第２の通信部のいずれかのみを用いて前記車両と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する制御部（１４５）をさらに備える、請求項１５に記載の給電設備。
21. 前記制御部は、前記第１および第２の通信部のうち通信速度の速い方を用いて、前記車両への送電に関する情報以外の情報を前記車両と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する、請求項２０に記載の給電設備。
22. 前記第１の通信部は、前記電力線を介して前記車両と通信し、
    前記第２の通信部は、無線により前記車両と通信する、請求項１５に記載の給電設備。
23. 前記第１の通信部によって通信される情報は、前記第２の通信部によって通信される情報と異なる、請求項１５に記載の給電設備。
24. 前記第１の送電部のみを用いて前記車両への送電が行なわれるとき、前記第１の通信部のみを用いて前記車両と通信し、前記第２の送電部のみを用いて前記車両への送電が行なわれるとき、前記第２の通信部のみを用いて前記車両と通信するように、前記第１および第２の通信部を制御する制御部（１４５）をさらに備える、請求項１５に記載の給電設備。
25. 前記車両は、前記第２の送電部から非接触で受電する受電部（７０）を含み、
    前記第２の送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記第２の送電部の固有周波数または前記受電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１５に記載の給電設備。
26. 前記車両は、前記第２の送電部から非接触で受電する受電部（７０）を含み、
    前記第２の送電部と前記受電部との結合係数は０．１以下である、請求項１５に記載の給電設備。
27. 前記車両は、前記第２の送電部から非接触で受電する受電部（７０）を含み、
    前記第２の送電部は、前記第２の送電部と前記受電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、前記第２の送電部と前記受電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、前記受電部へ送電する、請求項１５に記載の給電設備。
28. 給電設備（１００）から車両（１０）へ電力を伝送する電力伝送システムであって、
    前記給電設備は、
    電力線を介して前記車両へ送電する第１の送電部（１１５，１２０）と、
    前記車両へ非接触で送電する第２の送電部（１４０）とを備え、
    前記車両は、
    前記第１の送電部から前記電力線を介して受電する第１の受電部（４０，４５）と、
    前記第２の送電部から非接触で受電する第２の受電部（７０）と、
    前記第１の受電部による受電に関する第１の情報を前記給電設備と通信するための第１の通信部（６０）と、
    前記第２の受電部による受電に関する第２の情報を前記給電設備と通信するための第２の通信部（９５）とを備える、電力伝送システム。
29. 給電設備（１００）から車両（１０）へ電力を伝送する電力伝送システムであって、
    前記車両は、
    前記給電設備から電力線を介して受電する第１の受電部（４０，４５）と、
    前記給電設備から非接触で受電する第２の受電部（７０）とを備え、
    前記給電設備は、
    前記電力線を介して前記第１の受電部へ送電する第１の送電部（１１５，１２０）と、
    前記第２の受電部へ非接触で送電する第２の送電部（１４０）と、
    前記第１の送電部による送電に関する第１の情報を前記車両と通信するための第１の通信部（１２５）と、
    前記第２の送電部による送電に関する第２の情報を前記車両と通信するための第２の通信部（１５０）とを備える、電力伝送システム。

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